На теплозащитные свойства утепляющих прокладок определен­ное влияние оказывают плотность и толщина прокладки, техноло­гия ее изготовления и продолжительность носки одежды.

П. А. Колесников и А. А. Горячкина (ЦНИИШП) исследовали влияние плотности утепляющих прокладок из разных волокнис­тых материалов на их теплозащитные свойства. Было установлено, что изменение плотности прокладок от 0,03 до 0,2 г/см3 (при оди­наковой толщине прокладок) существенно не влияет на коэф­фициент теплопроводности и тепловое сопротивление. С увеличе­нием плотности прокладок до 0,07 г/см3 коэффициент теплопро­водности уменьшается, но незначительно. При увеличении илот ности до 0,2 г/см3 коэффициент теплопроводности немного увеличивается.

Для утепляющих прокладок одежды используют в основном материалы плотностью 0,03 — 0,07 г/см3. Теплозащитные свойства таких материалов практически не ухудшаются. Волокнистый со­став материала не оказывает существенного влияния на коэффи­циент теплопроводности и тепловое сопротивление.

Однако с учетом всего комплекса показателей основных тепло­физических свойств волокнистых утепляющих прокладок волокна нужно расположить (в порядке предпочтительности) в такой по­следовательности: шерстяное, триацетатное, вискозное, натураль­ный шелк, капроновое, нитроновое, лавсановое, хлориновое, хлопковое, льняное.

Незначительное влияние плотности (в указанных пределах) и волокнистого состава на теплозащитные свойства прокладок объяс­няется главным образом особенностями строения прокладок. Вата и ватин — сильнопористые материалы, содержащие большое ко личество сквозных отверстий (пор), а волокна в таких материалах сравнительно равномерно распределены в воздушной среде и име­ют незначительный контакт между собой. Поролон также является сильнопористым материалом. Как известно, теплопередача в по­ристых материалах осуществляется преимущественно путем кон­векции, так как сквозные поры обеспечивают сравнительно сво­бодное перемещение воздуха и лишь частично теплопередача про­исходит через вещество материала (волокна).

По мере увеличения средней плотности материала (до 0,07- 0,1 г/см3) количество сквозных пор резко уменьшается. Об этом, в частности, свидетельствует резкое уменьшение воздухопроницае мости прокладок с изменением их средней плотности до 0,1 г/см1 (рис. 7.1). В то же время очень незначительное увеличение площади контактов между волокнами, которое происходит при уплотне­нии материала прокладок и изменении их средней плотности от 0,03 до 0,07 г/см3, существенно не влияет на коэффициент тепло­проводности и тепловое сопротивление прокладок. При дальней­шем увеличении средней плотности (от 0,1 г/см3) волокна сбли­жаются, значительно увеличиваются площади контактов межд> ними, что приводит к повышению теплопроводности и, следова­тельно, к ухудшению теплозащитных свойств прокладок.

Толщина утепляющих прокла­док очень влияет на их теплоза­щитные свойства. Исследования, проведенные в ЦНИИШПе, по­казали, что тепловое сопротив­ление прокладок из разных мате­риалов при их постоянной сред­ней плотности, равной 0,04 г/см3, зависит от толщины (табл. 7.2). Эта зависимость имеет линейный характер.

При толщине материала (паке­та материалов) более 15 мм пря­молинейная зависимость нару­шается, при толщине более 23 мм тепловое сопротивление увеличи­вается. Из табл. 7.2 видно, что во­локнистый состав прокладок при увеличении толщины до 15 мм не оказывает заметного влияния на их тепловое сопротивление.

Таким образом, при проектировании теплозащитных прокла­док основное внимание следует уделять выбору оптимальной тол­щины прокладки. В связи с этим определенный интерес представ­ляет характеристика расчетного значения теплового сопротивле­ния /?р.,сч, м2-°С/(Вт• мм), волокнистого материала, т. е. тепловое сопротивление на 1 мм толщины материала:

Лрлсч = №,

Где R — тепловое сопротивление материала, м2 °С/Вт; b — тол - шина материала, мм.

Отсюда можно рассчитать толщину утепляющей прокладки, обладающей заранее заданным тепловым сопротивлением. Для этого необходимо заданное (проектируемое) тепловое сопротивление прокладки разделить на расчетное тепловое сопротивление данно­го волокнистого материала. Полученную величину можно исполь­зовать для расчета поверхностной плотности прокладки.

Во время носки одежды вследствие физико-механических воз­действий толщина прокладок уменьшается. Уменьшение толщи­ны прокладок приводит к снижению их теплового сопротивле­ния.

Следует отметить, что при носке изделий плотность прокладок увеличивается до 0,05 — 0,08 г/см3, т. е. достигает такого значения, при котором материал обладает наилучшими теплозащитными свойствами. Поэтому для получения устойчивых по толщине про­кладок целесообразно применять волокнистые материалы с плот­ностью 0,05—0,07 г/см3.